@PhDThesis{Mello:2011:DeFiFi,
author = "Mello, Carina Barros",
title = "Deposi{\c{c}}{\~a}o de filmes finos baseada em
implanta{\c{c}}{\~a}o i{\^o}nica por imers{\~a}o em plasma com
descarga luminescente e magnetron sputtering",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais",
year = "2011",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2011-03-03",
keywords = "implanta{\c{c}}{\~a}o i{\^o}nica por imers{\~a}o em plasma e
deposi{\c{c}}{\~a}o, deposi{\c{c}}{\~a}o por sputtering,
prote{\c{c}}{\~a}o contra corros{\~a}o, plasma immersion ion
implantation and deposition, sputtering deposition, corrosion
protection.",
abstract = "Este trabalho teve como objetivo a deposi{\c{c}}{\~a}o de filmes
finos utilizando um sistema de implanta{\c{c}}{\~a}o i{\^o}nica
por imers{\~a}o em plasma e deposi{\c{c}}{\~a}o baseado em
deposi{\c{c}}{\~a}o de filmes finos por \textit{magnetron
sputtering} e implanta{\c{c}}{\~a}o i{\^o}nica tridimensional
utilizando plasmas por descarga luminescente. O sistema combina a
deposi{\c{c}}{\~a}o por \textit{magnetron sputtering} e
implanta{\c{c}}{\~a}o i{\^o}nica por imers{\~a}o em plasma
concomitantemente, constituindo-se de um processo h{\'{\i}}brido
de modifica{\c{c}}{\~a}o de superf{\'{\i}}cie, al{\'e}m de
permitir que deposi{\c{c}}{\~a}o e implanta{\c{c}}{\~a}o
i{\^o}nica sejam utilizadas independentemente. O sistema de
deposi{\c{c}}{\~a}o proposto neste trabalho utiliza alvos
met{\'a}licos como fonte de deposi{\c{c}}{\~a}o dos filmes e
gases inertes e/ou reativos e n{\~a}o t{\'o}xicos, resultando em
um processo limpo, sem libera{\c{c}}{\~a}o de res{\'{\i}}duos
t{\'o}xicos ao meio ambiente. A fonte de plasma para
implanta{\c{c}}{\~a}o constitui-se de um eletrodo polarizado com
tens{\~a}o dc para acender a descarga luminescente
(\textit{glow}). A primeira aplica{\c{c}}{\~a}o do sistema
deu-se com a implanta{\c{c}}{\~a}o e deposi{\c{c}}{\~a}o de
filmes de cromo em substratos de a{\c{c}}o carbono a fim de
aumentar sua resist{\^e}ncia {\`a} corros{\~a}o. Os
experimentos mostraram que a implanta{\c{c}}{\~a}o i{\^o}nica
aumenta a ader{\^e}ncia dos filmes ao substrato ao criar uma
camada de mistura at{\^o}mica na interface. Os ensaios de
corros{\~a}o mostraram que os filmes criados por
implanta{\c{c}}{\~a}o i{\^o}nica e deposi{\c{c}}{\~a}o
s{\~a}o resistentes {\`a} corros{\~a}o salina ao apresentar
potenciais de corros{\~a}o mais nobres e reduzir a densidade de
corrente em 98\%. Medidas de {\^a}ngulo de contato entre a
superf{\'{\i}}cie dos filmes e a solu{\c{c}}{\~a}o salina
mostraram um car{\'a}ter hidrof{\'o}bico dos filmes que os torna
menos suscet{\'{\i}}veis {\`a} corros{\~a}o. Os experimentos
mostraram que filmes com espessuras de at{\'e} 1,0 \$\mu\$m e
interfaces de mistura de at{\'e} 300 nm podem ser produzidos em 1
hora. A utiliza{\c{c}}{\~a}o da descarga \textit{glow}
mostrou-se um par{\^a}metro importante na ader{\^e}ncia dos
filmes e na extens{\~a}o do m{\'e}todo para
deposi{\c{c}}{\~a}o em tr{\^e}s dimens{\~o}es. O sistema
torna-se mais vers{\'a}til quando gases reativos s{\~a}o
utilizados em conjunto com o arg{\^o}nio para
deposi{\c{c}}{\~a}o de filmes de compostos met{\'a}licos.
ABSTRACT: This work aimed the deposition of thin films by using a
plasma immersion ion implantation and deposition system, based on
magnetron sputtering thin film deposition and tridimensional ion
implantation by glow discharge. This system combines the magnetron
sputtering deposition with plasma immersion ion implantation
concurrently, constituting a hybrid process of surface
modification, and allows deposition and ion implantation used
independently with each other. The deposition system proposed in
this work uses metal targets as the source of film deposition and
inert and/or reactive and non-toxic gases, resulting in a clean
process with no release of toxic waste to the environment. The
plasma source for ion implantation consists of an electrode biased
with dc voltage for glow discharge plasma. The first application
of the system was the implantation and deposition of chromium
films on carbon steel substrates in order to increase its
corrosion resistance. The experimental results showed that ion
implantation increases the adherence of thin films to the
substrate, creating an atomic mixing layer at the interface.
Corrosion tests showed that the films produced by ion deposition
and implantation are very resistant to saline corrosion,
presenting the noblest potentials and reducing the corrosion
current density of about 98\%. Measurements of the contact angle
between the films surface and saline solution showed the
hydrophobic character of the films, turning them less susceptible
to corrosion. The experiments showed that films with thicknesses
up to 1.0 \$\mu\$m and mixing interfaces up to 300 nm can be
produced in one hour. The use of glow discharge proved to be an
important factor in the adherence of the films and for the
extension of deposition method in three dimensions. The system
becomes more versatile when reactive gases are used in conjunction
with argon for film deposition of metal compounds.",
committee = "Ueda, Mario (presidente/orientador) and Oliveira, Rog{\'e}rio de
Moraes and Castro, Joaquim Jos{\'e} Barroso de and Silva
Sobrinho, Argemiro Soares da and Otani, Choyu",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Thin films deposition based on glow discharge plasma immersion ion
implantation and magnetron sputtering",
language = "pt",
pages = "143",
ibi = "8JMKD3MGP7W/395N7Q2",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP7W/395N7Q2",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "01 maio 2024"
}